JP2002051535A - Electric drive system of scooter - Google Patents

Electric drive system of scooter

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JP2002051535A
JP2002051535A JP2000236240A JP2000236240A JP2002051535A JP 2002051535 A JP2002051535 A JP 2002051535A JP 2000236240 A JP2000236240 A JP 2000236240A JP 2000236240 A JP2000236240 A JP 2000236240A JP 2002051535 A JP2002051535 A JP 2002051535A
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scooter
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electric
capacitor
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Yoshiaki Takahashi
良明 高橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the electric drive system of a scooter for covering a power supply for drive motors for oneself without mounting a battery for power supplies. SOLUTION: The drive system is composed of a self-generating motor, an electric double-layer capacitor, and a DC drive motor, the electric double-layer capacitor is connected in series with the drive motor, and one end of the electric double-layer capacitor and that of the drive motor are connected to the output end of the DC power being generated by the self-generating motor. Also, a means for charging the electric double-layer capacitor when needed is provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、原動機付き自転車いわ
ゆるスクーターやミニバイクに使用する電動駆動システ
ムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric drive system used for a so-called scooter or mini-bike with a motor.

【0002】[0002]

【従来技術と問題点】従来、若者の移動手段としては主
に自転車が利用されていたが、今日ではその自転車に代
わり、原動機付き自転車いわゆるスクーターやミニバイ
クを利用する若者が増加しており、その台数は年々増加
している。このスクーターやミニバイクの動力源は、エ
ンジン容積が50ccの極めて小さいガソリンエンジン
が用いられてはいるが、50ccとはいえ、大気汚染の
原因となる物質は少なからず排出されているのである。
2. Description of the Related Art Conventionally, bicycles have been mainly used as means of transportation for young people, but nowadays, the number of young people who use motorbikes, so-called scooters and mini-bikes, are increasing. The number is increasing year by year. Although a very small gasoline engine with an engine volume of 50 cc is used as the power source of the scooter or mini-bike, the substance causing air pollution is emitted to a considerable extent even though the engine capacity is 50 cc.

【0003】しかし、スクーターやミニバイクは自動車
と比較しても極めて小さいエンジン容積であるがゆえ、
現状ではあまり大気汚染の原因としてクローズアップは
されていないが、台数は年々増加しており、また、定期
点検等の整備もあまり実施されていないことから、小さ
い排気量ではあるが、大気汚染の一原因となる可能性は
近い将来極めて高いのである。従って、自動車と同様
に、駆動源にモーターを使用すればよいのだが、電源用
バッテリーの搭載スペースも殆どないため、スクーター
やミニバイクの電動化は容易なことではないのである。
[0003] However, scooters and mini-bikes have an extremely small engine volume compared to automobiles.
At present, there is not much close-up as a cause of air pollution.However, the number of vehicles is increasing year by year, and regular inspections are not carried out very much. The potential for this is very high in the near future. Therefore, a motor can be used as a drive source like a car, but since there is almost no space for a battery for power supply, it is not easy to electrify a scooter or mini-bike.

【0004】[0004]

【目的】本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもの
で、電源用バッテリーを搭載することなく、駆動モータ
用の電源を自己で賄うことができるスクーターの電動駆
動システムを提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide an electric drive system for a scooter that can supply power for a drive motor by itself without mounting a power supply battery. It is assumed that.

【0005】[0005]

【問題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、モータとジェネレータが一つに構成された自己発
電型の直流モータと、コンデンサと、直流の駆動モータ
とからなるスクーターの電動駆動システムであって、前
記コンデンサと前記駆動モータは直列接続されており、
そのコンデンサの一端と駆動モータの一端が、前記ジェ
ネレータの正負出力端のそれぞれに接続されていること
を特徴とするスクーターの電動駆動システムである。ま
た、スクーターとはミニバイク等の原動機付き自転車や
小型のバイクを含むものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to provide an electric drive for a scooter comprising a self-powered DC motor having a motor and a generator, a capacitor, and a DC drive motor. A system, wherein the capacitor and the drive motor are connected in series,
An electric drive system for a scooter, wherein one end of the capacitor and one end of a drive motor are connected to respective positive and negative output terminals of the generator. The scooter includes a motorbike and a small motorcycle such as a mini motorcycle.

【0006】本発明を更に詳しく説明すると、自己発電
型の直流モータとは、上記の如くモータとジェネレータ
を一つに構成したものであり、一方に直流の電力を受け
て動作する直流モータが設けられ、他方にその直流モー
タの回転力を受けて回転するジェネレータが設けられた
もの、または、永久磁石からなる回転子と、発電用の誘
導コイルを設けた電機子とからなるもので、直流モータ
によりジェネレータが回転して電力を発電するものであ
る。
The present invention will be described in further detail. A self-power generation type DC motor is one in which a motor and a generator are configured as described above, and one of them is provided with a DC motor that operates by receiving DC power. A motor provided with a generator which rotates by receiving the rotational force of the DC motor, or a rotor comprising a permanent magnet and an armature provided with an induction coil for power generation. The generator rotates to generate electric power.

【0007】そのジェネレータの出力は整流器によって
交流から直流に整流され、その出力された電力の一部
は、ジェネレータを回転させる直流モータの電力として
供給され、その他は、スクーターを走行させるための駆
動電力としてコンデンサが直列に接続された直流の駆動
モータに供給される。
The output of the generator is rectified from AC to DC by a rectifier, a part of the output power is supplied as power of a DC motor for rotating the generator, and the other is a driving power for running the scooter. Is supplied to a DC drive motor connected in series with a capacitor.

【0008】そして、自己発電型の直流モータとして
は、本発明者が考案したYTマグネット(商標)を用い
たセルフジェネレーティングモータが適しており、これ
の使用によって、ジェネレータで発電された電力は減衰
を補われ直流モータの電力としてその直流モータにまた
供給される。このセルフジェネレーティングモータは、
回転子の磁極に、高BHmaxの永久磁石を回転子の軸方
向に内設し、電機子の界磁巻線に発電用の誘導コイルを
併設したDCブラシレスモータである。また、モータ側
にはコントロールシステム、ジェネレータ側には整流器
を装備するものである。
A self-generating motor using a YT magnet (trademark) devised by the present inventor is suitable as a self-generation type DC motor, and the power generated by the generator is attenuated by use of the self-generating motor. Is supplied to the DC motor again as electric power of the DC motor. This self-generating motor
This is a DC brushless motor in which a permanent magnet having a high BHmax is provided in the rotor magnetic pole in the axial direction of the rotor, and an induction coil for power generation is provided in the field winding of the armature. The motor side is equipped with a control system, and the generator side is equipped with a rectifier.

【0009】詳しくは、回転子の磁極に配設される高B
Hmaxの永久磁石とは、BHmax値が少なくとも50MG
Oe以上、望ましくは100MGOe以上のものであ
り、そのパーミアンス係数が1.0ないし4.0、望ま
しくは2.5ないし3.5の永久磁石である。この条件
を満たす永久磁石がYTマグネット(商標)であり、こ
のマグネットは、Co−Fe−Yを内層とし、Fe−N
d−Bを外層にした2重構造の永久磁石である。
More specifically, the high B provided at the magnetic pole of the rotor
Hmax permanent magnets have a BHmax value of at least 50 MG
It is a permanent magnet having Oe or more, preferably 100 MGOe or more, and having a permeance coefficient of 1.0 to 4.0, preferably 2.5 to 3.5. A permanent magnet that satisfies this condition is a YT magnet (trademark). This magnet has Co—Fe—Y as an inner layer and Fe—N
It is a permanent magnet having a double structure with dB as an outer layer.

【0010】このマグネットは、減磁時の保持力が極め
て大きい点を特徴とする永久磁石であり、その性能も各
種あるが、BHmax値が100MGOeを越え、パーミ
アンス係数がほぼ3のものが適している。この永久磁石
を回転子の鉄心の一部として使用するものであり、鉄心
に埋設収納されるのである。この高BHmaxの永久磁石
を使用しているため発生エネルギーが多く、これによ
り、電機子の界磁巻線に誘導コイルを併設すると電機エ
ネルギーを取り出すことができるのである。すなわちこ
れがセルフジェネレーティングモータである。
This magnet is a permanent magnet characterized by an extremely large coercive force when demagnetized, and has various performances. A magnet having a BHmax value exceeding 100 MGOe and a permeance coefficient of approximately 3 is suitable. I have. This permanent magnet is used as a part of the iron core of the rotor, and is buried and stored in the iron core. Since the permanent magnet having the high BHmax is used, a large amount of energy is generated. If an induction coil is provided in addition to the field winding of the armature, the electric energy can be extracted. That is, this is a self-generating motor.

【0011】スクーター走行用の駆動モータも特に限定
するものではなく、好適な直流モーターを選定すればよ
い。また、コンデンサに必要時これを充電するための充
電手段を設けてもよく、充電可能なものであればそれは
何でもよい。このコンデンサは、使用環境に適合する仕
様のものであれば大容量また小容量等何でもよいが、電
気二重層コンデンサを用いるのがよく、特に本発明者が
考案した電気二重層コンデンサが適している。また、駆
動モータと直列に接続しているので容量が小さい電気二
重層コンデンサを用いてもよい。
The driving motor for the scooter travel is not particularly limited, and a suitable DC motor may be selected. The capacitor may be provided with a charging means for charging the capacitor when necessary, and any charging means may be used. This capacitor may be of any type, such as a large capacity or a small capacity, as long as it has a specification compatible with the use environment. . Further, an electric double layer capacitor having a small capacity since it is connected in series with the drive motor may be used.

【0012】一般的に電気二重層コンデンサとは、分極
性電極と集電極とからなる正負の電極と、それらの電極
の間に電解液とセパレータまたは電解液を含浸するセパ
レータが介在されているコンデンサである。詳しくは、
分極性電極はヤシガラ等の活性炭を混練することにより
作られて、普通それはシート状に形成されている。その
分極性電極は外部引き出しのリード線が接続されてお
り、白金の薄板、アルミ、ステンレス等の金属からなる
集電極に貼り付けられている。その集電極は、一方が正
電極に他方が負電極になり、その間に電解液とセパレー
タまたは電解液を含浸するセパレータが介在されて電気
二重層コンデンサが構成されている。
In general, an electric double layer capacitor is a capacitor in which a positive electrode and a negative electrode comprising a polarizable electrode and a collector electrode and an electrolyte and a separator or a separator impregnated with the electrolyte are interposed between the electrodes. It is. For more information,
The polarizable electrode is made by kneading activated carbon such as coconut husk, and it is usually formed in a sheet shape. The polarizable electrode is connected to a lead wire of an external lead, and is attached to a collecting electrode made of a metal such as a thin platinum plate, aluminum, or stainless steel. One of the collector electrodes is a positive electrode and the other is a negative electrode. An electrolytic solution and a separator or a separator impregnated with the electrolytic solution are interposed between the collector electrode and the electric double layer capacitor.

【0013】特に本発明者が考案した電気二重層コンデ
ンサとは、前記分極性電極が、1000〜3000m2
/gの比表面積を有するコーヒー豆の活性炭から形成さ
れており、また、負極として使用される集電極に上述の
YTマグネット(商標)、すなわち高BHmax値のCo
−Fe−Yを内層とし、Fe−Nd−Bを外層にした2
重構造の永久磁石が埋設されたものである。この活性炭
は、基本的には粒状にして使用されるが、これをポリテ
トラ・フルオロエチレン等のバインダーを用いて混練し
てシート状にし、それをアルミニウム等の集電極に重ね
て巻き上げて製造される。また、フェノール樹脂を混入
してプレス加工し、加熱炭化させて焼結して電極に形成
してもよい。そして、YTマグネット(商標)は、1m
m程度の厚みに形成されて集電極に埋設される。
In particular, the electric double layer capacitor devised by the present inventor is characterized in that the polarizable electrode has a size of 1000 to 3000 m 2
/ Tg, which is made of activated carbon of coffee beans having a specific surface area of 0.2 g / g.
-Fe-Y as an inner layer and Fe-Nd-B as an outer layer 2
A permanent magnet having a heavy structure is embedded. This activated carbon is basically used in the form of granules, but it is manufactured by kneading it with a binder such as polytetrafluoroethylene to form a sheet, stacking it on a collector electrode such as aluminum and winding it up. . Alternatively, a phenolic resin may be mixed, pressed, heated and carbonized, and sintered to form an electrode. And YT magnet (trademark) is 1m
It is formed to a thickness of about m and buried in the collecting electrode.

【0014】[0014]

【作用】本発明のスクーターの電動駆動システムは以上
のように構成されているので、先ず充電手段によりコン
デンサを充電して、このチャージされた電力でセルフジ
ェネレーティングモータを起動する。モーターの回転に
よりジェネレータが回転して交流電力を発電する。この
発電された交流電力は整流器により直流電力に変換され
て出力される。
The electric drive system for a scooter according to the present invention is constructed as described above. First, the capacitor is charged by the charging means, and the self-generating motor is started by the charged power. The generator rotates by the rotation of the motor to generate AC power. The generated AC power is converted into DC power by a rectifier and output.

【0015】出力された直流電力は、一部がセルフジェ
ネレーティングモータにモータ電力として供給される。
そして、この電力はモータ入力に際して減衰が補われて
入力されるため、モータは一定の回転速度を保つことが
できる。また、その他は、スクーターを走行させるため
の駆動電力としてコンデンサが直列に接続された直流の
駆動モータに供給される。コンデンサに電力が蓄えられ
つつ駆動モータに供給される。
A part of the output DC power is supplied to the self-generating motor as motor power.
Since this power is input with its attenuation compensated at the time of motor input, the motor can maintain a constant rotation speed. Others are supplied as driving power for running the scooter to a DC driving motor in which a capacitor is connected in series. The electric power is stored in the capacitor and supplied to the drive motor.

【0016】[0016]

【実施例】本発明のスクーターの電動駆動システムを以
下図面に従って説明すると、図1は、図1は、本発明に
係わるスクーターの電動駆動システムの概略回路図であ
る。SGM(セルフジェネレーティングモータ)の起動
は、電気二重層コンデンサの電力で起動され、そのモー
タの回転によりジェネレータが回転して交流電力が発電
される。この交流電力は整流器により直流電力に変換さ
れて出力される。本例では、DC48V100Aの発電
が可能であった。出力された直流電力は、一部がコント
ローラシステムを介してセルフジェネレーティングモー
タのモータ電力として供給される。また、その他は、ス
クーターを走行させるための駆動電力としてコンデンサ
が直列に接続された直流の駆動モータに供給される。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic circuit diagram of an electric drive system for a scooter according to the present invention. FIG. The SGM (self-generating motor) is started by the electric power of the electric double layer capacitor, and the rotation of the motor rotates the generator to generate AC power. This AC power is converted into DC power by a rectifier and output. In this example, power generation of DC48V100A was possible. A part of the output DC power is supplied as motor power of the self-generating motor via the controller system. Others are supplied as driving power for running the scooter to a DC driving motor in which a capacitor is connected in series.

【0017】図2は、電動スクーターの概略構成図であ
り、1は発電装置収納部で、図1に示すSGM・電気二
重層コンデンサ・充電器等が装備されている。2はスク
ーターを走行させるための駆動モータ、3は充電器収納
部、4フレーム、5は前輪、6は後輪、7はハンドル、
8は電圧計や電流計また速度計といった計器類が設けら
れている計器板、9は駆動モータ2を制御する速度制御
レバー、10はヘッドライト、11はバックミラー、1
2はテールライト、13はシート14はスタンドであ
る。本図では、駆動モータ2が駆動用の後輪6から離れ
て設置されて、チェーン等により回転を伝達するように
しているが、駆動モータ2を後輪6の横に設置してダイ
レクトに回転を伝達するようにしてもよい。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the electric scooter. Reference numeral 1 denotes a power generator storage unit, which is equipped with the SGM, electric double-layer capacitor, charger and the like shown in FIG. 2 is a drive motor for running the scooter, 3 is a charger housing, 4 frames, 5 is a front wheel, 6 is a rear wheel, 7 is a steering wheel,
8 is an instrument panel on which instruments such as a voltmeter, an ammeter and a speedometer are provided, 9 is a speed control lever for controlling the drive motor 2, 10 is a headlight, 11 is a rearview mirror, 1
2 is a tail light, 13 is a seat 14 and a stand. In this figure, the drive motor 2 is set apart from the drive rear wheel 6 to transmit the rotation by a chain or the like. However, the drive motor 2 is set beside the rear wheel 6 to rotate directly. May be transmitted.

【0018】[0018]

【効果】本発明のスクーターの電動駆動システムは以上
のように、セルフジェネレーティングモータを使用する
ことから、ジェネレータを駆動するモータの電力は自己
が発電する電力で賄うことができるので、広いスペース
を必要とする電源用バッテリーを搭載しなくてよい。本
電動駆動システムは構成部材が少ないため、従来のガソ
リンエンジン仕様のスクーターから電動仕様のスクータ
ーに容易に変更することができ、また、電動駆動システ
ムが安価に構成できることから、電動スクーターを安価
に提供することもできる。
As described above, the electric drive system for a scooter of the present invention uses a self-generating motor as described above, so that the electric power of the motor driving the generator can be covered by the electric power generated by the self-generating motor. It is not necessary to mount a required power supply battery. Since this electric drive system has few components, it can be easily changed from a conventional gasoline engine type scooter to an electric type scooter, and since the electric drive system can be configured at low cost, electric scooters are offered at low cost You can also.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係わるスクーターの電動駆動システ
ムの概略回路図
FIG. 1 is a schematic circuit diagram of an electric drive system for a scooter according to the present invention.

【図2】 電動スクーターの概略構成図FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an electric scooter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−発電装置収納部,2−駆動モータ,3−充電器収納
部,4−フレーム,5−前輪,6−後輪,7−ハンド
ル,8−計器板,9−速度制御レバー,10−ヘッドラ
イト,11−バックミラー,12−テールライト,13
−シート,14−スタンド
1-generator housing, 2-drive motor, 3-charger housing, 4-frame, 5-front wheel, 6-rear wheel, 7-handle, 8-instrument panel, 9-speed control lever, 10-head Light, 11-back mirror, 12-tail light, 13
-Seat, 14-Stand

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】モータとジェネレータが一つに構成された
自己発電型の直流モータと、コンデンサと、直流の駆動
モータとからなるスクーターの電動駆動システムであっ
て、前記コンデンサと前記駆動モータは直列接続されて
おり、そのコンデンサの一端と駆動モータの一端が、前
記ジェネレータの正負出力端のそれぞれに接続されてい
ることを特徴とするスクーターの電動駆動システム
1. An electric drive system for a scooter comprising a self-powered DC motor having a motor and a generator, a capacitor, and a DC drive motor, wherein the capacitor and the drive motor are connected in series. An electric drive system for a scooter, wherein one end of a capacitor and one end of a drive motor are connected to respective positive and negative output ends of the generator.
【請求項2】前記コンデンサの充電手段がシステム回路
内に設けられていることを特徴とする請求項1のスクー
ターの電動駆動システム
2. The electric drive system for a scooter according to claim 1, wherein said capacitor charging means is provided in a system circuit.
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